UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
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- Letícia Sampaio Freire
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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL RELATÓRIO CONVÊNIO CAMARGO CORRÊA INDUSTRIAL - NORIE/CPGEC/UFRGS 1996/1997 Porto Alegre 1997
2 2 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ENSAIO DE AGRESSÃO QUÍMICA E ABRASÃO Variáveis Planejamento do experimento Materiais empregados Proporcionamento dos materiais Resistência à compressão Agressão Química Agentes químicos empregados e concentrações: Método Resultados Análise e discussão dos resultados Resistência à Abrasão Método Resultados Análise e discussão dos resultados DURABILIDADE CONFERIDA PELO CIMENTO ARI Variáveis Planejamento dos experimentos Materiais empregados Proporcionamento dos materiais Resistência à compressão Absorção de água pelo concreto - Método Kelham Método Resultados obtidos Análise e discussão dos resultados Penetração de íon Cloreto Método Resultados obtidos Análise e discussão dos resultados RESISTIVIDADE DE CONCRETOS COM ADIÇÃO DE SÍLICA ATIVA Variáveis Planejamento Materiais Proporcionamento dos materiais Método de ensaio Resultados e discussão Considerações finais ENSAIOS ACELERADOS E ENSAIOS DE CAMPO Corrosão de armaduras Método Resultados obtidos Análise e discussão dos resultados Carbonatação Método Resultados obtidos Análise e discussão dos resultados PARTICIPAÇÃO EM EVENTOS E PUBLICAÇÕES TÉCNICAS RESUMOS ENVIADOS-APROVADOS BIBLIOGRAFIA
3 3 1. INTRODUÇÃO O segundo convênio firmado entre a Camargo Corrêa Industrial S.A. e o NORIE/UFRGS contemplou um estudo bastante abrangente, diretamente relacionado à durabilidade de concretos com adição de sílica ativa e com cimentos Eldorado CP V-ARI e CP II-F, comparando o desempenho destes cimentos com outros, como o CP II-E, o CP V- ARI RS e o CP IV. O programa experimental proposto desenvolvido foi dividido em quatro estudos principais, sendo eles estudo de agressão química, envolvendo sete soluções agressivas, e estudo de abrasão; durabilidade conferida pelo cimento CP V-ARI; ensaios acelerados e ensaios de campo. Salienta-se que nos estudos de durabilidade do cimento CP V-ARI com adição de sílica ativa foram desenvolvidos ensaios de resistividade elétrica do concreto, que não estavam especificados na proposta do convênio. O presente relatório tem por objetivo descrever os métodos empregados na realização da parte experimental do convênio firmado entre a Camargo Corrêa Industrial e o NORIE/CPGEC/UFRGS, os resultados obtidos, análise e discussão dos resultados, esclarecendo a influência da sílica ativa e dos cimentos empregados nas propriedades estudadas.
4 4 2. ENSAIO DE AGRESSÃO QUÍMICA E ABRASÃO Este programa experimental tem como objetivo avaliar a resistência à abrasão e à ação de agentes químicos, através da análise do desempenho de concretos com cimento CP II-F e CP V-ARI, com e sem adição de sílica ativa, nos teores de, 6, 9, 12 e 18%. Para o ensaio de agressão química foram utilizadas sete tipos de soluções, simulando o ambiente agressivo Variáveis As variáveis utilizadas neste programa experimental foram: Relação água/aglomerante (a/agl) -,37,,59 e,81; Teor de sílica ativa -, 6, 9, 12 e 18%; Tipo de cimento - CP II-F e CP V-ARI Planejamento do experimento Os dados apresentados neste trabalho foram obtidos a partir de um programa experimental bastante extenso, onde foi estudado o comportamento do concreto com adição de sílica ativa frente a ação sete soluções agressivas. Desta forma, o planejamento foi realizado de forma a proporcionar um programa enxuto, fracionando o experimento, o que permitiu abranger um número de variáveis maior, representadas em diversos níveis. Este tipo de planejamento exige uma análise estatística mais apurada do que a normalmente utilizada que, na maioria das vezes, contempla apenas média, desvio padrão e coeficiente de variação, não fornecendo a significância dos diversos fatores envolvidos e das suas interações. O planejamento e análise estatística permite detectar comportamentos não observados em análises simples Materiais empregados Os materiais utilizados na confecção dos corpos de prova, comercializados usualmente, estão descritos na seqüência. Cimento No programa experimental foi utilizado cimento Portland composto com fíler (CP II-F) e cimento Portland de alta resistência inicial (CP V-ARI), oriundos do mesmo lote de fabricação.
5 5 Areia Foi utilizada areia quartzosa, encontrada no comércio local, proveniente de afluentes do estuário do Guaíba. As características físicas da areia estão apresentadas na tabela 2.1. Tabela 2.1. Características físicas da areia Peneira Massa retida por % Retida por Massa acumulada % Acumulada peneira (g) peneira (g) Fundo Dimensão máxima característica: 4.8 mm Módulo de finura: 2.39 Zona 2 - Areia fina. Agregado Graúdo Utilizou-se um agregado graúdo de origem basáltica, britado, com diâmetro máximo de 25 mm. As características físicas do agregado graúdo encontram-se na tabela 2.2. Tabela 2.2. Características físicas do agregado graúdo Peneira Massa retida por % Retida por Massa acumulada % Acumulada peneira (g) peneira (g) Fundo Dimensão máxima característica = 25 mm Módulo de finura = 7.1 BRITA 1 Sílica Ativa A sílica ativa utilizada no programa experimental é do tipo não densificada, oriunda de um mesmo lote de fabricação. Aditivo superplastificante Utilizou-se um aditivo superplastificante a base de naftaleno sulfonado.
6 Proporcionamento dos materiais descritos na tabela 2.3. Os traços dos concretos utilizados na confecção dos corpos de prova estão Tabela 2.3. Proporcionamento dos materiais a/agl cimento : areia : brita (em massa),37 1 : 1,2 : 2,34,59 1 : 2,19 : 3,74,81 1 : 3,38 : 5, Resistência à compressão O ensaio de resistência à compressão, conforme NBR 5739, foi realizado para fins de controle dos traços de concretos moldados. Os resultados são apresentados na figura 2.1. Resistência à compressão (MPa) Teor de Sílica Ativa (%) CP V-ARI -,37 CP V-ARI -,59 CP V-ARI -,81 CP II-F -,37 CP II-F -,59 CP II-F -,81 Figura 2.1. Resistência à compressão dos concretos estudados
7 Agressão Química Agentes químicos empregados e concentrações: As soluções para os experimentos de agressão química, definidas pela Camargo Corrêa Industrial, estão relacionadas na seqüência. A concentração de 5% das soluções ácidas empregadas foi estabelecida baseada em dados da literatura. Solução de ácido acético; Solução de ácido cítrico; Solução de ácido fórmico; Solução de ácido lático; Solução de ácido sulfúrico; Refrigerante base cola; Água pura Método O método de ensaio para ataque químico seguiu o apresentado por CAMPS et al. (199).As dimensões dos corpos de prova e avaliação de propriedades físicas dos materiais, após sofrerem o ataque, seguem a prescrição da norma americana ASTM C112 - Test for lenght change of hydraulic-cement mortars exposed to sulfate solution. Os corpos de prova empregados para a realização deste ensaio foram prismáticos, com dimensão de 4 x 4 x 16 cm. Após a moldagem, os corpos de prova foram submetidos à cura submersa por 28 dias, a partir do qual iniciaram-se os ciclos de agressão de 14 dias. Os ciclos de agressão consistiram em períodos de sete dias de imersão e sete dias de secagem. Ao iniciar os ciclos de ataque químico os corpos de prova foram previamente pesados. Após o período de imersão os corpos de prova foram lavados com jatos de água com o objetivo de simular a ação mecânica de desgaste e para remover os produtos de corrosão da superfície do corpo de prova, sendo colocados para secar em ambiente de laboratório. Ao final do período de secagem, os corpos de prova foram pesados, completando o ciclo de 14 dias. A cada novo ciclo a solução de agente agressivo foi renovada, medindo-se o ph da solução antes de imergir os corpos de prova e após retirá-los da solução. Foram previstos cinco ciclos de agressão. A figura 2.2 apresenta o esquema do ciclo de agressão.
8 8 Figura 2.2. Esquema dos ciclos de agressão (CAMPS, et al., 199). Foram utilizados 2 corpos de prova por traço moldado. O volume das soluções agressivas correspondeu a 4 vezes o volume total dos corpos de prova. Os corpos de prova, após o ciclo final de agressão, e os corpos de prova de referência foram submetidos ao ensaio de resistência à tração na flexão, segundo a norma NBR Concreto - Determinação da resistência à tração na flexão em corpos de prova prismáticos - Método de ensaio Resultados As medidas de perda de massa e resistência à tração dos corpos de prova, após a realização dos ciclos de agressão, podem ser observados nas tabelas 2.4 a 2.18, bem como nas figuras 2.3 a 2.17.
9 9 Tabela 2.4. Resultados de perda de massa para ciclos de agressão em solução de ácido acético. Identificação Massa inicial Massa ao final dos ciclos de agressão (g) Perda de massa total (a/agl) / (% s.a.) / (cimento) Mi (g) MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 Mi - MC5 (g),37//v 1 647,7 645,3 618,8 598,6 58,1 548,4-99,3,37//V 2 657,5 654,9 627,5 68, 589,2 56, -97,5,37/6/II 1 626, 69,2 587,5 573,1 558,7 54,5-85,5,37/6/II 2 619,2 62,2 58,8 565,4 552,1 528,7-9,5,37/18/V 1 631,4 629,5 64,5 587,7 574,2 56,9-7,5,37/18/V 2 652,3 65,3 624,6 67, 592,3 582,7-69,6,59//II 1 634,6 616,9 597,5 582,2 566,3 538,7-95,9,59//II 2 617,5 598,7 579,8 563, 546,9 52,6-96,9,59/9/II 1 636,8 633,1 614,7 6,7 59,1 58,6-56,2,59/9/II 2 639,1 635,8 616,4 62,8 589,3 577,5-61,6,59/9/V 1 627, 69,5 59,1 576,4 563,3 539,5-87,5,59/9/V 2 625,2 68,2 588,4 573,9 561,7 542,5-82,7,59/18/II 1 614,9 597,8 579,8 567,7 554,7 536,1-78,8,59/18II 2 623,4 65,9 587,7 576,2 568,1 55,1-73,3,81//V 1 629,2 623,7 66,8 594,2 577,9 561,2-68,,81//V 2 623,1 618, 61,1 585,8 57,1 545,3-77,8,81/12/II 1 62,2 616,1 599,9 585,7 568,2 557, -63,2,81/12/II 2 618,2 612,9 597,3 582, 564,6 556,4-61,8,81/18/V 1 67,1 589,9 573,1 559,8 548,7 514,8-92,3,81/18/V 2 69, 591,3 572,8 561,2 548,1 521, -88, Acético - Perda de Massa (g) 37//V 37/6/II 37/18/V 59//II 59/9/V 59/9/II 59/18/II 81//V 81/12/II 81/18/V Figura 2.3. Perda de massa total para ciclos de agressão do ácido acético.
10 1 Tabela 2.5. Resultados de resistência à tração na flexão para concretos submetidos à solução de ácido acético. Identificação ft (MPa) Identificação ft (MPa),37//V 1 2,95,59/9/V 1 1,9,37//V 2 3,13,59/9/V 2 Inválido,37/6/II 1 2,7,59/18/II 1,39,37/6/II 2 3,1,59/18/II 2 1,43,37/18/V 1 1,3,81//V 1,91,37/18/V 2 2,88,81//V 2,46,59//II- 1,99,81/12/II 1,21,59//II 2 1,44,81/12/II 2,2,59/9/II 1 1,52,81/18/V 1 1,12,59/9/II 2 1,81,81/18/V - 2 1, Acético - Resistência à Tração (MPa) 37//V 37/6/II 37/18/V 59//II 59/9/V 59/9/II 59/18/II 81//V 81/12/II 81/18/V Figura 2.4. Resistência à tração de concretos submetidos à ação do ácido acético.
11 11 Tabela 2.6. Resultados de perda de massa para ciclos de agressão em solução de ácido cítrico. Identificação Massa inicial Massa ao final dos ciclos de agressão (g) Perda de massa total (a/agl) / (% s.a.) / (cimento) Mi (g) MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 Mi - MC5 (g),37//v 1 646,9 641,8 68,3 572,2 538,8 53,6-143,3,37//V 2 637,3 631,8 6,7 562,8 53,1 495, -142,3,37/12/II 1 642,7 64,1 62,8 584,9 547,1 514,4-128,3,37/12/II 2 644,2 641,4 619,5 583,3 547,7 517,7-126,5,37/18/V 1 639,2 637,2 69,2 57,1 534,2 53,1-136,1,37/18/V 2 641,4 639,2 611, 572,7 537,5 59, -132,4,59//II 1 648,8 641,5 595,7 558,2 527,5 496,7-152,1,59//II 2 641,3 633,9 59,9 553,8 521,9 491,1-15,2,59//V 1 61,7 63,3 559,7 523,4 489,6 455,8-154,9,59//V 2 633,4 626,5 584,7 544,2 59,3 478,9-154,5,59/9/II 1 639,8 634,1 584, 531,1 485,7 443,2-196,6,59/9/II 2 632,3 626,9 577,6 524,3 482,1 445,3-187,,59/18/II 1 62,4 616,2 56,6 54,9 462,2 43,1-19,3,59/18II 2 618,1 613,5 559, 52,7 46,2 428,1-19,,81//V 1 611,9 64,9 554,8 56,1 466,8 436,2-175,7,81//V 2 626,3 619,4 567,2 52,1 484, ,3,81/6/II 1 69,5 62,1 515,5 46,1 49,2 358,8-25,7,81/6/II 2 623,8 616, 536,5 482,4 44,4 397,4-226,4,81/18/V 1 67,9 6,5 58,7 45,8 45,6 364,9-243,,81/18/V 2 69,5 61,9 59,5 454,9 413,2 373,3-236, Cítrico - Perda de Massa (g) B37//V A37/12/II A37/18/V B59//II B59//V A59/9/II A59/18/II A81//V B81/6/II B81/18/V Figura 2.5. Perda de massa total para ciclos de agressão do ácido cítrico.
12 12 Tabela 2.7. Resultados de resistência à tração na flexão para concretos atacados por solução de ácido cítrico. Identificação ft (MPa) Identificação ft (MPa),37//V 1 5,47,59/9/II 1 1,53,37//V 2 Inválido,59/9/II 2 2,66,37/12/II 1 6,12,59/18/II 1 1,96,37/12/II 2 6,9,59/18II 2 2,1,37/18/V 1 Inválido,81//V 1,83,37/18/V 2 Inválido,81//V 2 1,37,59//II 1 2,45,81/6/II 1,74,59//II 2 3,18,81/6/II 2 1,5,59//V 1 2,52,81/18/V 1,78,59//V - 2 5,58,81/18/V - 2 1,13 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,, Cítrico - Resistência à tração (MPa) B37//V A37/12/II B59//II B59//V A59/9/II A59/18/II A81//V B81/6/II B81/18/V Figura 2.6. Resistência à tração de concretos submetidos à ação do ácido cítrico.
13 13 Tabela 2.8. Resultados de perda de massa para ciclos de agressão em solução de ácido fórmico. Identificação Massa inicial Massa ao final dos ciclos de agressão (g) Perda de massa total (a/agl) / (% s.a.) / (cimento) Mi (g) MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 Mi - MC5 (g),37//ii 1 661,9 658, 618,2 59,1 542,9 469,6-192,3,37//II 2 659,9 656, 615,8 574,7 553, 471,7-188,2,37/6/V 1 652,7 65,1 61,3 577,6 563,6 518,8-133,9,37/6/V 2 641,4 639, 61,1 578,1 554,7 511,5-129,9,37/18/II 1 638,3 63,4 597,2 576,7 562, 536,4-11,9,37/18/II 2 63,2 622,8 588,3 566,3 548,2 521, -19,2,59//V 1 616,9 66,4 574,5 539,1 48,2 45,3-211,6,59//V 2 635,7 625,5 592,5 531,1 482,7 416,6-219,1,59/9/II 1 634,8 625,2 595,5 57,1 546,5 494,2-14,6,59/9/II 2 628,9 619,4 589,3 565,6 544, 437,8-191,1,59/9/V 1 642,5 638,6 67,3 585,1 564,6 517,1-125,4,59/9/V 2 64, 635,7 64, 584,7 563, 59,4-13,6,59/18/V 1 634, 63,2 599,9 582,4 562,4 531,1-12,9,59/18/V 2 618, 614, 583,6 564,8 548,2 528,1-89,9,81//II 1 657,8 642, 617,5 588,8 544,9 468, -189,8,81//II 2 648,5 642, 617,6 586,7 536, 471,3-177,2,81/12/V 1 61,3 598,8 568,7 54,9 454,6 368,3-242,,81/12/V 2 622,6 611, 582,7 51,7 445,3 398,1-224,5,81/18/II 1 619,9 69,3 58,5 553, 528,7 475,4-144,5,81/18/II 2 635,3 624,4 597,3 57,3 539,6 479,3-156, Fórmico - Perda de Massa (g) A37//II A37/6/V B37/18/II B59//V A59/9/V B59/9/II A59/18/V A81//II B81/12/V B81/18/II Figura 2.7. Perda de massa total para ciclos de agressão do ácido fórmico.
14 14 Tabela 2.9. Resultados de resistência à tração na flexão para concretos atacados por solução de ácido fórmico. Identificação ft (MPa) Identificação ft (MPa),37//II 1 1,7,59/9/V 1 1,,37//II 2 Inválido,59/9/V 2,75,37/6/V 1,9,59/18/V 1,26,37/6/V 2 1,39,59/18/V 2,56,37/18/II 1 2,11,81//II 1,4,37/18/II 2 3,6,81//II 2,4,59//V 1 3,64,81/12/V 1,15,59//V 2 1,7,81/12/V 2,5,59/9/II 1 1,4,81/18/II 1,4,59/9/II 2 1,11,81/18/II - 2,3 3 2,5 2 1,5 1,5 Fórmico - Resistência à tração (MPa) A37//II A37/6/V B37/18/II B59//V A59/9/V B59/9/II A59/18/V A81//II B81/12/V B81/18/II Figura 2.8. Resistência à tração de concretos submetidos à ação do ácido fórmico.
15 15 Tabela 2.1. Resultados de perda de massa para ciclos de agressão em solução de ácido lático. Identificação Massa inicial Massa ao final dos ciclos de agressão (g) Perda de massa total (a/agl) / (% s.a.) / (cimento) Mi (g) MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 Mi - MC5 (g),37//ii 1 626, 624,1 63,9 582,4 558,5 524,6-11,4,37//II 2 626,1 624,3 63,5 58,5 554,4 514,2-111,9,37/6/V 1 643,6 641,7 615,6 59,5 565, 523, -12,6,37/6/V 2 646,4 644,7 618,3 595,7 574,5 522,7-123,7,37/18/II 1 631,3 629,9 66,8 588,6 573,2 554,1-77,2,37/18/II 2 626,7 625,4 62, 583,4 568,4 543,8-82,9,59//V 1 635,2 632,3 614,2 595,1 571,6 538,9-96,3,59//V 2 628,7 626,6 66,8 585,3 553,8 518,4-11,3,59/9/II 1 625,4 623,7 66,8 592,1 572,2 551,1-74,3,59/9/II 2 64,9 63,5 586, 569,1 549,5 519,1-85,8,59/9/V 1 628,1 625,3 65,2 574,2 564,4 533,6-94,5,59/9/V 2 632,3 629,6 68,5 587,5 566,1 512,6-119,7,59/18/V 1 633,1 633, 614,9 61,9 586,9 57,5-62,6,59/18/V 2 623,6 623,5 63,7 59,7 577, 559,6-64,,81//II 1 612,7 611,5 595,8 581, 559,8 529,1-83,6,81//II 2 68,7 66,7 591,9 576,9 565,8 536,3-72,4,81/12/V 1 619, 617,9 62, 585,4 568,3 522,4-96,6,81/12/V 2 638,2 635,7 62,9 63,9 578,5 531,8-16,4,81/18/II 1 62,9 597,4 573,7 562,7 547, 482,6-12,3,81/18/II 2 616, 61,8 597,2 577,7 532,7 52,2-113, Lático - Perda de Massa (g) B37//II A37/6/V A37/18/II B59//V A59/9/V B59/9/II B59/18/V A81//II B81/12/V A81/18/II Figura 2.9. Perda de massa total para ciclos de agressão do ácido lático.
16 16 Tabela Resultados de resistência à tração na flexão para concretos atacados por solução de ácido lático. Identificação ft (MPa) Identificação ft (MPa),37//II 1 3,89,59/9/V 1 3,41,37//II 2 Inválido,59/9/V 2 4,3,37/6/V 1 3,78,59/18/V 1 3,35,37/6/V 2 4,22,59/18/V 2 4,2,37/18/II 1 4,2,81//II 1 3,6,37/18/II 2 4,66,81//II 2 1,81,59//V 1 2,57,81/12/V 1 3,33,59//V 2 Inválido,81/12/V 2 1,84,59/9/II 1 2,68,81/18/II 1,77,59/9/II - 2 3,23,81/18/II - 2 1, Lático - Resistência à tração (MPa) B37//II A37/6/V A37/18/II B59//V A59/9/V B59/9/II B59/18/V A81//II B81/12/V A81/18/II Figura 2.1. Resistência à tração de concretos submetidos à ação do ácido lático.
17 17 Tabela Resultados de perda de massa para ciclos de agressão em solução de ácido sulfúrico. Identificação Massa inicial Massa ao final dos ciclos de agressão (g) Perda de massa total (a/agl) / (% s.a.) / (cimento) Mi (g) MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 Mi - MC5 (g),37//v 1 639,7 637, 56,7 497, 439,8 393,2-246,5,37//V 2 656, 653,4 577,7 522,2 477,1 422,9-233,1,37/12/II 1 65,4 649,7 576,9 493, 441,4 373, -277,4,37/12/II 2 64,4 64,2 572,9 487,5 433,9 37,3-27,1,37/18/V 1 639,2 638,9 599,8 58,6 449,7 388,4-25,8,37/18/V 2 629, 628,7 59,3 499, 438,4 363,3-266,7,59//II 1 634,1 628,4 579, 53,9 461,3 426,3-27,8,59//II 2 634,4 628,2 576,5 52,7 454,1 415,7-218,7,59/9/II 1 61,2 68,4 574,6 423, 445, 382,4-227,8,59/9/II 2 632,3 63,2 6,3 517,8 476,1 428, -24,3,59/9/V 1 626,6 622,6 587,9 52,7 477,8 421,6-25,,59/9/V 2 618,9 615,1 58,5 511,6 476,7 421,7-197,2,59/18/II 1 624,1 623,3 615,3 54, 447,6 389,1-235,,59/18/II 2 632,9 632,1 62,8 514,6 466,3 411,7 221,2,81//V 1 632,3 628,8 623,8 67,8 587,7 545,2-87,1,81//V 2 634,9 631,3 626,7 616,6 597,6 551,5-83,4,81/6/II 1 61,1 62,9 63,1 587,1 563,3 519,8-9,3,81/6/II 2 615,4 68,1 64,9 586, 56,7 526,7-88,7,81/18/V 1 67,9 62,3 61,9 589,3 553,8 57,4-1,5,81/18/V 2 593,6 588,2 596,4 58,1 541,1 5,7-92, Sulfúrico - Perda De Massa (g) 37//V 37/12/II 37/18/V 59//II 59/9/V 59/9/II 59/18/II 81//V 81/6/II 81/18/V Figura Perda de massa total para ciclos de agressão do ácido sulfúrico.
18 18 Tabela Resultados de resistência à tração na flexão para concretos atacados por solução de ácido sulfúrico. Identificação ft (MPa) Identificação ft (MPa),37//V 1 3,5,59/9/V 1 3,9,37//V 2 1,39,59/9/V 2 2,5,37/12/II 1 2,97,59/18/II 1 3,13,37/12/II 2 1,2,59/18/II 2 1,45,37/18/V 1,92,81//V 1 3,84,37/18/V 2 3,69,81//V 2 2,5,59//II 1 1,,81/6/II 1 1,68,59//II 2 2,53,81/6/II 2 2,33,59/9/II 1 2,49,81/18/V 1,98,59/9/II 2 2,9,81/18/V 2 1,44 3,5 3 2,5 2 1,5 1,5 Sulfúrico - Resistência à tração (MPa) 37//V 37/12/II 37/18/V 59//II 59/9/V 59/9/II 59/18/II 81//V 81/6/II 81/18/V Figura Resistência à tração de concretos submetidos à ação do ácido sulfúrico.
19 19 Tabela Resultados de perda de massa para ciclos de agressão em água pura. Identificação Massa inicial Massa ao final dos ciclos de agressão (g) Perda de massa total (a/agl) / (% s.a.) / (cimento) Mi (g) MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 Mi - MC5 (g),37//v 1 648,4 647,2 647,4 646,2 645,9 647,4-1,,37//V 2 636,2 635, 635, 634,1 633,9 635,2-1,,37/6/II 1 622,5 621, 62,4 62,9 621, 619,9-2,6,37/6/II 2 652,2 65,7 65,1 65,5 65,6 649,7-2,5,37/18/V 1 62,7 619,5 619,3 619,8 619,8 619,2-1,5,37/18/V 2 633,3 632,4 632,3 632,6 632,7 632,1-1,2,59//II 1 622,5 621,3 621,8 62,5 62,4 622,2 -,3,59//II 2 63,4 629,3 629,4 628,1 627,8 629,7 -,7,59/9/II 1 622,6 62,3 62,2 618,9 618,8 621, -1,6,59/9/II 2 613,3 61,8 61,4 69,6 69,2 611,3-2,,59/9/V 1 624,6 621,6 62,4 62,5 62,6 618,7-5,9,59/9/V 2 629,7 627,2 625,9 625,9 625,7 623,8-5,9,59/18/II 1 625,4 622,3 621,5 622,1 622,5 62,4-5,,59/18/II 2 625,2 622,5 621,6 622,2 622,3 62,2-5,,81//V 1 637,8 631,3 629,8 629,7 629,9 627,5-1,3,81//V 2 628,6 621,5 62,1 62, 62,1 617,5-11,1,81/12/II 1 644, 64,9 641,4 639,8 639, 641,5-2,5,81/12/II 2 619,3 616,4 616,5 614,8 613,9 616,6-2,7,81/18/V 1 616, 612,7 613,3 611,7 61,9 613,4-2,6,81/18/V 2 616,1 613,1 613,2 611,8 611, 613,5-2, Água-pura - Perda de Massa (g) 37//V 37/6/II 37/18/V 59//II 59/9/II 59/9/V 59/18/II 81//V 81/12/II 81/18/V Figura Perda de massa total para ciclos de agressão da água pura.
20 2 Tabela Resultados de resistência à tração na flexão para concretos atacados por água pura. Identificação ft (MPa) Identificação ft (MPa),37//V 1 6,71,59/9/V 1 4,43,37//V 2 5,9,59/9/V 2 6,69,37/6/II 1 4,49,59/18/II 1 2,84,37/6/II 2 5,15,59/18/II 2 Inválido,37/18/V 1 5,,81//V 1 4,32,37/18/V 2 3,94,81//V 2 2,78,59//II 1 5,15,81/12/II 1 3,6,59//II 2 5,28,81/12/II 2 4,5,59/9/II 1 6,29,81/18/V 1 3,3,59/9/II 2 4,41,81/18/V 2 3,95 4, 3, 2, 1,, Água-pura - Resistência à tração (MPa) 37//V 37/6/II 37/18/V 59//II 59/9/II 59/9/V 59/18/II 81//V 81/12/II 81/18/V Figura Resistência à tração de concretos submetidos à ação da água pura.
21 21 Tabela Resultados de perda de massa para ciclos de agressão em refrigerante base cola. Identificação Massa inicial Massa ao final dos ciclos de agressão (g) Perda de massa total (a/agl) / (% s.a.) / (cimento) Mi (g) MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 Mi - MC5 (g),37//ii 1 647,5 644,4 642,9 64,2 636,9 635,8-11,7,37//II 2 637,2 634,1 632,7 629,9 626,7 625,6-11,6,37/12/V 1 64,1 638,2 635,3 633,4 631,4 628,9-11,2,37/12/V 2 656,4 654,9 615,9 65,1 647,9 645,3-11,1,37/18/II 1 627,6 626,4 623,8 622,2 62,3 618,4-9,2,37/18/II 2 625,6 624,2 621,8 62,2 618,4 616,1-9,5,59//V 1 614,3 612,2 69,5 67,4 65,2 6,4-13,9,59//V 2 644,1 641,8 639, 636,5 633,8 628,7-15,4,59/9/II 1 632,5 628,5 627,3 624,6 621,5 62,6-11,9,59/9/II 2 633,6 629,3 628,1 625,3 622,4 621,2-12,4,59/9/V 1 633,9 631,4 628,5 626,5 624,1 618,6-15,3,59/9/V 2 621,2 618,9 615,7 613,5 61,8 65,4-15,8,59/18/V 1 622,9 619,6 618,4 616, 612,6 611,4-11,5,59/18/V 2 636,3 636,1 634,6 613,9 628,9 627,4-11,9,81//II 1 616, 613,7 612,3 61, 67,5 6,6-15,4,81//II 2 613,6 611,1 69,7 67,5 64,8 598,8-14,8,81/6/V 1 619, 615,5 614,9 613,3 67,1 64, -15,,81/6/V 2 617, 613,3 612,1 61, 65,3 61,6-15,4,81/18/II 1 612,5 68,6 67,8 65,3 598,4 593,7-18,8,81/18/II 2 625,2 621, 62, 617,4 611,2 67,1-18, Refrigerante base cola - Perda de Massa (g) 37//II 37/12/V 37/18/II 59//V 59/9/II 59/9/V 59/18/V 81//II 81/6/V 81/18/II Figura Perda de massa total para ciclos de agressão em refrigerante base cola.
22 22 Tabela Resultados de resistência à tração na flexão para concretos atacados por refrigerante base cola. Identificação ft (MPa) Identificação ft (MPa),37//II 1 5,9,59/9/V 1 5,61,37//II 2 6,4,59/9/V 2 4,93,37/12/V 1 6,77,59/18/V 1 5,59,37/12/V 2 7,65,59/18/V 2 3,4,37/18/II 1 5,64,81//II 1 3,48,37/18/II 2 6,,81//II 2 4,6,59//V 1 6,23,81/6/V 1 3,34,59//V 2 6,18,81/6/V 2 3,47,59/9/II 1 3,67,81/18/II 1 2,21,59/9/II 2 3,92,81/18/II 2 4, Refrigerante base cola - Perda de Massa (g) 37//II 37/12/V 37/18/II 59//V 59/9/II 59/9/V 59/18/V 81//II 81/6/V 81/18/II Figura Resistência à tração de concretos submetidos à ação de refrigerante base cola.
23 23 Tabela Resultados de resistência à tração na flexão para concretos de referência. Identificação ft (MPa) Identificação ft (MPa),37//II 1 Inválido,59/9/V 1 3,64,37//II 2 5,19,59/9/V 2 4,25,37//V 1 5,35,59/18/II 1 5,35,37//V 2 Inválido,59/18/II 2 4,23,37/6/II 1 3,31,59/18/V 1 3,31,37/6/II 2 5,8,59/18/V 2 4,82,37/6/V 1 6,6,81//II 1 2,94,37/6/V 2 5,19,81//II 2 3,7,37/12/II 1 5,66,81//V 1 3,59,37/12/II 2 6,7,81//V 2 3,62,37/12/V 1 6,12,81/6/II 1 2,52,37/12/V 2 6,9,81/6/II 2 4,3,37/18/II 1 3,3,81/6/V 1 4,36,37/18/II 2 3,77,81/6/V 2 3,86,37/18/V 1 4,71,81/12/II 1 3,7,37/18/V 2 Inválido,81/12/II 2 3,27,59//II 1 5,17,81/12/V 1 2,98,59//II 2 5,44,81/12/V 2 2,68,59//V 1 5,42,81/18/II 1 2,41,59//V 2 Inválido,817/18/II 2 2,84,59/9/II 1 Inválido,81/18/V 1 2,79,59/9/II 2 3,29,81/18/V 2 3,7 Resistência à tração (MPa) Referência,37,59,81 Relação água/aglomerante CP II-F CP II-F 6 CP II-F 9 CP II-F 12 CP II-F 18 CP V-ARI CP V-ARI 6 CP V-ARI 9 CP V-ARI Figura Resistência à tração dos concretos de referência.
24 Análise e discussão dos resultados A análise dos dados obtidos foi realizada utilizando-se regressão múltipla, obtendo-se um modelo de comportamento que relaciona a perda de massa e a resistência à tração na flexão com os fatores estudados, para os materiais e as condições de ensaio empregadas. ÁCIDO ACÉTICO a) Perda de massa Através da análise dos resultados obtidos, por regressão múltipla, verificou-se que os fatores relação água/aglomerante e número de ciclos de agressão têm isoladamente um efeito significativo sobre a perda de massa. O efeito do teor de adição de sílica ativa e do tipo de cimento aparecem conjugados em interações, conforme apresentado na tabela 2.19 e no modelo de perda de massa para o ácido acético. Tabela Análise de regressão múltipla para a perda de massa - ácido acético. PARÂMETRO COEFICIENTE ERRO T p Constante -46,58 1,88-24,76, aag 2,85 1,62 1,76,823 t -33,58 1,68-19,95, aag 2 4,35 2,44 1,78,781 aag*sa -3,2 1,85-1,63,17 aag*c 4,9 1,63 3,,34 sa*t 3,67 2,13 1,72,888 sa*c 3,46 1,53 2,56,263 O modelo de comportamento para a perda de massa de concretos submetidos à ação do ácido acético, obtido através de regressão múltipla é descrito na equação a seguir: 2 pm = 46,58 + 2,85aag 33,58t + 4,35aag 3,2aag sa + 4,9 aag c + 3,67sa t + 3,46 sa c, r 2 =,82 (coeficiente de determinação), onde: pm = perda de massa (g); c = tipo de cimento (CP V-ARI = -1 e CP II-F = 1); aag = fator água/aglomerante (,37 = -1;,59 = e,81 = 1) sa = sílica ativa (% = -1; 6% = -,33; 9% = ; 12% =,33 e 18% = 1) t = ciclo ou tempo de exposição ( ciclo1 = -1; ciclo2 = -,5; ciclo3 = ; ciclo =,5 e ciclo5 = 1).
25 25 Os termos considerados no modelo proposto apresentam valores de p menor do que,1, informando que são estatisticamente significativos a um nível de confiança de 9%. A tabela 2.2 apresenta a análise de variância do modelo proposto, cujo valor de p menor do que,1 indica que a relação entre as variáveis é estatisticamente significativa a um nível de confiança de 99%. Tabela 2.2. Análise variância para o modelo de regressão perda de massa ácido acético. Fonte SQ GDL MQ F p Modelo 36456, , 11,22, Resíduos 3344, ,47 Total 34897, 99 O valor do parâmetro r 2 de,82 indica que o modelo proposto explica 82% da variabilidade da perda de massa analisada para a agressão do ácido acético. O valor de r 2 também indica que 18% do fenômeno não é explicado pelo modelo proposto, em função de variáveis não controladas no experimento. As figuras 2.18 a 2.2 apresentam a evolução da perda de massa, ao longo do ciclo de agressão, para a relação água/aglomerante,37,,59 e,81, respectivamente, variando-se o tipo de cimento e o teor de adição de sílica ativa. 3 Ciclos (14 dias) A/Agl =,37 Perda de massa (g) -3-6 CP V-ARI % CP V-ARI 9% CP V-ARI 18% CP II % CP II 9% CP II 18% Figura Perda de massa ao longo dos ciclos de agressão com ácido acético para o fator a/agl,37.
26 26 3 Ciclos (14 dias) A/Agl =,59 Perda de massa (g) -3-6 CP V-ARI % CP V-ARI 9% CP V-ARI 18% CP II % CP II 9% CP II 18% Figura Perda de massa ao longo dos ciclos de agressão com ácido acético para o fator a/agl,59. 3 Ciclos (14 dias) A/Agl =,81 Perda de massa (g) -3-6 CP V-ARI % CP V-ARI 9% CP V-ARI 18% CP II % CP II 9% CP II 18% Figura 2.2. Perda de massa ao longo dos ciclos de agressão com ácido acético para o fator a/agl,81. As figuras 2.21 e 2.22 apresentam as curvas do modelo de perda de massa total (ciclo final) para agressão em solução de ácido acético, variando-se a relação água/aglomerante e o teor de sílica ativa, respectivamente.
27 27 Perda de massa (g) Relação a/agl,37,59, CP V-ARI CP V-ARI 9 CP V-ARI 18 CP II-F CP II-F 9 CP II-F Figura Influência da relação água/aglomerante na perda de massa total após 5 ciclos de agressão pelo ácido acético. -5 Teor de sílica ativa (%) Perda de massa (g) CP V-ARI - a/c,37 CP V-ARI - a/c,59 CP V-ARI - a/c,81 CP II-F - a/c,37 CP II-F - a/c,59 CP II-F - a/c, Figura Perda de massa total em função do teor de sílica ativa após 5 ciclos de agressão pelo ácido acético Analisando-se as figuras 2.21 e 2.22 verifica-se que para o cimento CP II-F a adição de sílica ativa diminui a perda de massa dos concretos agredidos. Para o cimento CP V-ARI o efeito benéfico das adições foi observado somente para a relação água/aglomerante,37. b) Resistência à tração na flexão A análise estatística, por regressão múltipla, dos dados de resistência à tração na flexão para os corpos de prova agredidos por solução de ácido acético indica que o fator teor de sílica ativa apresenta um efeito significativo sobre a resistência à tração na flexão. O efeito
28 28 do fator relação água/aglomerante e do tipo de cimento aparece em interações, conforme apresentado na tabela 2.21 e no modelo de resistência à tração obtido para as condições de ensaio estudadas para o ácido acético. Tabela Análise de regressão múltipla para a resistência à tração na flexão - ácido acético. PARÂMETRO COEFICIENTE ERRO T p Constante,65,24 2,72,167 1/aag 1/sa 1,34,17 7,79, 1/sa 2 -,74,2-3,75,22 1/sa c -,79,33-2,36,331 1/aag c,73,23 3,15,71 O modelo de comportamento para a resistência à tração na flexão de concretos submetidos à ação do ácido acético, obtido através de regressão múltipla é descrito na equação a seguir: 2 rt =,65+ 1,34/aag 1/sa,74/sa,79/sa c +,73/aag c, r 2 =,83 (coeficiente de determinação), onde: rt = resistência à tração na flexão (MPa); c = tipo de cimento (CP V-ARI = -1 e CP II-F = 1); aag = fator água/aglomerante (,37 =,5;,59 = 1 e,81 = 1,5) sa = sílica ativa (% =,5; 6% =,83; 9% = 1; 12% = 1,17 e 18% = 1,5). Os termos considerados no modelo proposto apresentam valores de p menor do que,5, informando que são estatisticamente significativos a um nível de confiança de 95%. A tabela 2.22 apresenta a análise de variância do modelo proposto, cujo valor de p menor do que,1 indica que a relação entre as variáveis é estatisticamente significativa a um nível de confiança de 99%. Tabela Análise variância para o modelo de regressão resistência à tração ácido acético. Fonte SQ GDL MQ F p Modelo 14,16 4 3,54 17,16, Resíduos 2,89 14,21 Total 17,5 18
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